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文檔簡介
、心-J-
前B
新疆處于印度板塊和歐亞板塊碰撞的前沿地帶。有五大地震帶,由北向南分
別是阿爾泰地震帶、北天山地震帶、南天山地震帶、西昆侖山地震帶和阿爾金山
地震帶。由于新疆處于地震多發區,新疆消防部隊也一直處于抗震救災搶險救援
的最前沿,實踐告訴我們,科學、高效、有序的救援是減少人員傷亡和財產損失
的最有效途徑,從歷次救援行動來看,提升專業救援力量的實戰救援能力和水平,
提高科學組織,正確施救是貫穿整個救援行動的核心。如何提高救援隊伍的實戰
水平,組織開展科學施救,是我們急需研究的問題。
本教材編輯,是近幾年來新疆消防部隊參加地震救援的取得的實踐經驗,結
合業務骨干赴北京國家地震緊急救援基地、浙江消防總隊培訓基地、上合組織聯
合演練比武競賽,培訓及交流學習先進的救援理念及救援技術。根據新疆消防部
隊的實際,按照基層練基礎,基地練實戰、最大限度的體現基地設施的有效利用,
突出基地化訓練的全新訓練模式,本書內容攝取精華全面介紹了地震救援基礎理
論、救援操作行動準備、基礎及合成救援技術、附錄等相關知識,比較系統的
編錄了地震救援行動的流程和幾種典型救援方法,供大家學習、借鑒、交流共同
提高,促進新疆消防部隊救援水平和能力的進一步提升。由于水平有限,不足及
漏洞之處望請諒解。
目錄
第一章地震災害基礎理論.......................................................(1)
第一節地震的基本常識.....................................................(1)
一、地震的基本常識...................................................(1)
第二節地震災害及其特點..................................................(11)
一、地震災害的特點...................................................(12)
二、地震次生災害.....................................................(13)
第三節新疆地震災害情況介紹.............................................(32)
一、歷史概況.........................................................(33)
二、分布情況.........................................................(33)
三、影響情況.........................................................(34)
四、地震防范.........................................................(35)
第二章地震救援行動準備....................................................(36)
第一節建筑物安全評估及地震救援安全要求...............................(36)
一、建筑與結構.......................................................(36)
二、地震作用.........................................................(39)
三、建筑結構破壞和人員受困狀態估計..................................(40)
四、建筑物倒塌類型及生存空間.........................................(41)
五、建筑物安全評估及地震救援安全要求................................(48)
第二節地震災害緊急救援隊組成和職能.....................................(56)
—?、管理組.............................................................(57)
二、搜索組............................................................(58)
三、營救組............................................................(58)
四、有害物質檢測組...................................................(58)
五、醫療組............................................................(58)
六、后勤保障組......................................................(59)
七、技術組............................................................(59)
第三節救援行動基地建設................................................(60)
一、基地建設.........................................................(60)
第四節地震現場救援行動流程.............................................(66)
一、地震救援業務流程................................................(67)
二、準備階段........................................................(68)
三、搜索階段........................................................(72)
四、營救階段........................................................(75)
第三章地震救援實用技術.....................................................(78)
第一節地震災害緊急救援常用裝備器材....................................(78)
一、重/輕型液壓擴張鉗(SP3260+、SP3230+型)圖3-1-1.................................(78)
二、開縫器(PW3624+型)圖3-1-2.................................................................................(80)
三、快速鋼筋切斷器(ORC-19型)圖3-1-3...............................................................(81)
四、破碎機(BH23型)圖3-1-4.......................................................................................(82)
五、常規鑿巖機(TE705型)圖3-1-5.............................................................................(83)
六、水泥切割機(K3600型)圖3-1-6.......................................................................(85)
七、液壓鉆孔機(IFTONMAG5型)圖3-1-7...............................................................(86)
八、電弧切割機(XC35-ST4型)圖3-1-8...................................................................(87)
九、無齒鋸(TS400型)圖3-1-9..................................................................................(88)
十、切害鏈鋸(ICS613GC型)圖3-1-10...................................................................(90)
1-一、雙輪異向鋸(Wimuiec2747R型)圖3-1/1...................................................(91)
十二、液壓頂桿(RA3322+型)圖3-1-12...................................................................(92)
十三、邊緣抬升器(TJ3610型)圖3-1-13...................................................................(93)
十四、高壓起重氣墊(BEMAEXSP1?SP68型)圖3-1-14......................................(95)
十五、手動液壓泵(HTWI800BU型)圖3?1?15.........................................................(96)
十六、雷達生命探測儀(sj3000)圖3/-16...................................................................(97)
十七、光學生命探測儀圖3-1-17..................................................................................(99)
第二節場地基礎訓練...................................................(101)
一、搜索技術........................................................(101)
二、破拆技術........................................................(104)
三、支撐技術........................................................(109)
四、撐頂技術........................................................(126)
五、現場急救技術....................................................(130)
第三節基地綜合訓練....................................................(141)
一、廢墟綜合搜救技術...............................................(141)
二、狹小空間破拆救助技術...........................................(143)
三、深井救助綜合技術...............................................(144)
四、安全破拆救助技術...............................................(146)
五、綜合支撐技術...................................................(148)
六、建筑物倒塌樓頂傷員運輸技術....................................(149)
附錄一:(151)
附錄二:(152)
附錄三:(153)
附錄四:(156)
附錄五:(157)
附錄六:(163)
附錄七:(164)
附錄八:(168)
第一章地震災害基礎理論
我國是世界上地震的國家,也是蒙受地震災害最為深重的國家之一。隨著城
市化進程的快速發展,人口數量和密度的不斷增加,地震災害所造成的人員傷亡
成為諸災害之首。我們應當清醒的認識到當前地震災害緊急救援理論、救援技術
和方法,以及地震災害緊急救援隊的數量和救援人員素質都遠遠不能滿足最大限
度的減輕因地震災害所造成的人員傷亡的要求。
第一節地震的基本常識
學習目標
1.了解地宸相關概念以及地宸大小、強弱的分級依據。
2.了解掌握地震災害的種類、成因以及可能造成的地質災害。
3.了解全國及新疆地震帶分布以及相關情況。
一、地震的基本常識
(一)什么是地震
地震一般指地殼的天然震動,同臺風、暴雨、洪水、雷電等一樣,是一種自
然現象。
全球每年發生地震約500萬次,其中能感覺到的有5萬多次,能造成破壞性
的5級以上的地震約1000次,而7級以上有可能造成巨大災害的地震約十幾次。
(二)有關地震的幾個概念
1、波和橫波
地震波分為縱波和橫波??v波每秒鐘傳播速度5兆千米,能引起地面上下跳
動;橫波傳播速度較慢,每秒3~4千米,能引起地面水平晃動。由于縱波衰減快,
-1-
離震中較遠的地方,只感到水平晃動。在一般情況下,地震時地面總是先上下跳
動,后水平晃動,兩者之間有一個時間間隔,可根據間隔的長電判斷震中的遠近,
用每秒8千米乘以間隔時間可以估算出震中距離。
2、震源和震中
地下發生地震的地方,叫〃震源〃。震源正對著的地面,叫〃震中〃。震中附近
震動最大,一般也是破壞性最嚴重的地區,也叫〃極震區〃。從震中到震源的垂向
距離,叫〃震源深度〃。在地面上,受地震影響的任何一點,到震中的距離,叫〃
震中距〃,到震源的距離,叫"震源距〃。在地圖上,把地面破壞程度相似的各點
連接起來的曲線,叫〃等震線"。
通常根據震源的深淺,把地震分為淺源地震(震源深度小于70千米)、中
源地震(震源深度70-300千米)和深源地震(震源深度大于300千米)。全世
界95%以上的地震都是淺源地震,震源深度集中在5-20千米上下。
3、震級和烈度
地震的大小通常用震級表示,它是根據地震儀記錄的地面地動位移,按一定
的物理一數學公式計算出來的。也就是說震級是地震強度大個的度量,它與地震
所釋放的能量有關。一個6級地震釋放的地震波能量相當于第二次世界大戰美國
在日本廣島投下的原子彈的能量。震級每差1.0級,能量相差(1.5)10倍,
即大約32倍;相差2.0級,能量相差約1000倍。小于2.5級的地震,人們一般
不易感覺到,稱為小震或微震;2.5-5.0級的地震,震中附近的人會有不同程度
的感覺,稱有感地震;大于5.0級的地震,會造成建筑物不同程度的損壞,稱破
壞性地震。
地震發生后,地震波傳播到地面,會給地面各種物體造成不同的破壞現象。
通常把地震對地面所造成的破壞或影響的程度叫烈度,它由物體的反應、房屋建
筑物的破壞和地形地貌改觀等宏觀現象來判定。許多國家采用地面運動加速度值
來表示地震烈度,一般在設定的不同地點安裝加速度儀,直接記錄當地的地面運
動參數。地震烈度的大小,受地震大小、震源深淺、離震中遠近、當地工程地震
-2-
地質條件等因素的影響。因此,一次地震,震級只有一個,但烈度卻是根據各地
遭受破壞的程度和人為感覺的不同而不同。我國目前使用的地震烈度共分為12
度,5度以上才會造成破壞。1976年唐山7.6級大地震,極震區烈度達11T2度,
北京、天津的烈度則為6-7度。
(1)地震震級
地震震級是衡量地震大小、表征地震強弱的量度,它與地震所釋放的能量有
關。每一次地震只有一個震級,它是根據地震時釋放能量的多少來劃分的。震級
可以通過地震儀器的記錄計算出來,震級越高,釋放的能量也越多。我國使用的
的震級標準是國際通用震級標準,叫“里氏震級”。
例如,一個6級地震釋放的能量相當于1945年投擲在日本廣島的原子彈所
具有的能量。震級每相差1級,能量相差大約32倍;每相差2級,能量相差約
1000倍。迄今為止,世界上記錄到最大的地震為&9級,是1960年發生在南美
洲的智利地震。
按震級大小可把地震劃分為以下幾類:
微震:<1級;
微震(弱震):1~3級(不含),人們一般不易覺察;
有感地震:3~4.5級(不含),人們能夠感覺到,但一般不會造成破壞;
中強震:4.5飛級(不含),屬于可造成破壞的地震,但破壞輕重還與震源
深度、震中距等多種因素有關;
強震:6以上彳級(不含);
大地震:7級及以上;
巨大地震:8級及以上。
(2)地震烈度
同樣震級的地震,造成的破壞不一定相同;同一次地震,在不同的地方造成
的破壞也不一樣。因此,這就要用地震烈度來衡量地震的破壞程度。地震烈度是
指地面及房屋等建筑物受地震破壞的程度。
-3-
地震烈度大小與震級、震源深度、震中距,以及震區的土質條件等有關。對
同一個地震,不同的地區,烈度大小是不一樣的。一般來講,一次地震發生后,
震中區的破壞最重,烈度最高,這個烈度稱為震中烈度。從震中向四周擴展,地
震烈度逐漸減小。
中國地震烈度簡表
I度:無感,僅儀器能記錄到;
II度:個別敏感的人在完全靜止中有感;
in度:室內少數人在靜止中有感,懸掛物輕微擺動;
w度:室內大多數人,室外少數人有感,懸掛物擺動,不穩器皿作響;
V度:室外大多數人有感,家畜不寧門窗作響,墻壁表面出現裂紋;
也度:人站立不穩,家畜外逃,器皿翻落,簡陋棚舍損壞陡坎滑坡;
vn度:房屋輕微損壞,牌坊,煙囪損壞,地表出現裂縫及噴沙冒水;
vm度:房屋多有損壞,少數破壞路基塌方,地下管道破裂;
IX度:房屋大多數破壞,少數傾倒,牌坊,煙囪等崩塌,鐵軌彎曲;
X度:房屋傾倒,道路毀壞,山石大量崩塌,水面大浪撲岸;
XI度:房屋大量倒塌,路基堤岸大段崩毀,地表產生很大變化;
XII度:一切建筑物普遍毀壞,地形劇烈變化動植物遭毀滅。
(3)地震震級與烈度的對應關系
震級只跟地震釋放的能量多少有關,是表示地震大小的度量,所以一次地震
只有一個震級;而烈度表示地面受到的影響和破壞程度,則各地不同(但震中烈
度只有一個)。
多數淺源地震(震源深度為10—30km)的震級與震中烈度的關系如下表:
表1-1-1震級一震中烈度對應表
震級1?3456788-8.7
烈度1?3°4?5°6?7°7?8°9?10°11°12°
-4-
注:為方便直觀,烈度以數字形式表示
表1-1-2震中烈度一震級對應表
烈度IIIIIINVVIVIIvmIXXXIXII
震級1.92.53.13.74.34.95.56.16.77.37.98.5
5.5~5.9級地震的震中烈度以七度為主,建筑物破壞現象為:I類房屋大多
數損壞,少數傾倒。II類房屋多數損壞,少數破壞。HI類房屋大多數輕微損壞,
許多損壞。不很堅固的院墻少數破壞,可能有些倒塌。牌坊、磚石砌塔和工廠煙
囪可能損壞。
6.0?6.4級地震的震中烈度以八度為主,對建筑物造成如下破壞:I類房屋
大多數破壞,許多傾倒。II類房屋許多破壞,少數傾倒。III類房屋大多數損壞,
少數破壞(可能有傾倒的)。院墻破壞,局部倒塌。石碑等多移轉或倒下。個別
地下管道接口處遭到破壞。
多層鋼筋混凝土框架房屋,由于地基類別、房屋抗震設計標準和施工質量諸
多因素的差別,目前對一個地震烈度為八度的地震會造成什么程度的破壞,尚無
一個統一標準可以借鑒。據1975年遼寧海域7.3級地震時,營口市遭受地震烈
度八度的破壞的調查結果表明,基本完好占50%,輕微損壞占17%,中等破壞占
33%o可見,基本可以抵御八度的地震。
6.5飛.9級地震的震中烈度為八度和九度,如按九度考慮,建筑物遭到的破
壞為:I類房屋大多數傾倒。H類房屋許多傾倒。III類房屋許多破壞,少數傾倒。
院墻大部傾倒,較堅固的亦局部倒塌。牌坊、塔及工廠煙囪多破壞甚至傾倒。石
碑等多翻倒。地下管道有些破裂。
我國在建筑物抗震設計規范中,明確提出三個標準:“小震不壞,中震可修,
-5-
大震不倒。”地震防烈度7度以下(含7度)為小震;8度為中震;9度以上(含
9度)為大震。
7.0,.4級地震的震中烈度一般為九度,個別可達十度。4月14日青海玉樹
地震即達到九度。九度的破壞如上述。十度對建筑物破壞很大,III類房屋許多傾
倒。鐵軌輕度彎曲,地下管道破裂。
房屋類型注:
I類:簡陋棚舍,土坯、卵、毛石砌壘,草泥頂一類粗制房屋。
n類:一般夯土或坯、卵、毛石砌筑的低級施工的民房和老朽木架房屋。
III類:木架建筑(如宮、廟、城樓等)及新式磚石房屋C
(4)地震的周期性和災害特點及空間分布特征
歷史地震和現今地震大量資料的統計表明,地震活動在時間上具有一定的周
期性,即在一個時間段內發生地震的頻次高、強度大,稱之為地震活躍期;而在
另一個時間段內發生的地震相對頻次低、強度小,稱之為地震平靜期。根據地震
發生的特征,又可在活躍期中劃出若干〃活躍幕〃。本世紀以來,我國己經歷了4
次地震活動期,第四個活動期大體是19667976年。在這10年間,我國大陸共
發生14次7級以上的大地震,造成27萬人死亡和數百億元的經濟損失。根據多
數專家的研究判定,九十年代到下世紀初可能是我國大陸地區地震活動的第五個
高潮期,其間可能發生多次7級,個別甚至更大的地震,強震的主體活動地區將
在我國西部,東部地區中強地震活動也將相對活躍。
(三)地震的種類
地震一般可分為人工地震和天然地震兩大類。由人類活動(如開山、開礦、
爆破等)引起的叫人工地震,除此之外便統稱為天然地震。天然地震按成因主要
分為以下幾種類型:
1、構造地震
因為地殼運動引起地殼構造的突然變化,地殼巖層錯動破裂而發生的地殼震
動,也就是人們平常所說的地震。由于地球不停地運動變化,從而內部產生巨大
-6-
的力,這種作用在地殼單位面積上的力,叫地應力。在地應力長期緩慢的作用下,
造成地殼的巖層發生彎曲變形,當地應力超過巖石本身能承受的強度時便會使巖
層斷裂錯動,其巨大的能量突然釋放,其中以波的形式傳到地面,這就是地震。
世界上的90%以上的地震,都屬于構造地震。強烈的構造地震破壞力很大,是人
類預防地震災害的主要對象。
2、火山地震
由于火山活動時巖漿噴發沖擊或熱力作用而引起的地震叫火山地震。這種地
震一般較小,造成的破壞也極少,并且只占地震總數的7%左右。目前世界上大
約有500座活火山,每年平均約有50起火山噴發。我國的火山主要分布在東北
黑龍江、吉林省和西南的云南等省。近代活動噴發的有黑龍江省的五大蓮池、吉
林省的長白山、云南省的騰沖及海南島等地的火山。
火山和地震都是地殼運動的產物,往往互有關聯?;鹕奖l有時會激發地震
的發生,地震若發生在火山地區,也常會引起火山爆發。I960年5月22日智利
發生8.5級大地震,48小時后就使沉睡了55年之久的普惠山火山復活噴發,火
山云直沖6000米高空,蔚為壯觀。1988年我國在黑龍江省五大蓮池市建立了第
一個地震火山監測站,開展火山及地震的觀測研究。
3、陷落地震
由于地下水溶解了可溶性巖石,使巖石中出現空洞并逐漸擴大,或由于地下
開采礦石形成了巨大的空洞,造成巖石頂部和土層崩塌陷落,引起地震,叫陷落
地裂。這類地震約占地震總數的3%左右,震級都很小。礦區陷落地震最大可達5
級左右,我國曾發生過4級的陷落地震。雖然陷落地震的震源淺,但對礦井上部
和下部仍會造成較嚴重的破壞,并威脅到礦工的生命安全,應引起人們注意。
4、誘發地震
在特定的地區因某種地殼外界因素誘發而引起的地震,叫誘發地震。如地下
核爆炸、隕石墜落、油井灌水等也可誘發地震,其中最常見的是水庫地震。福建
省水口電站自1993年3月底水庫開始蓄水,當年5月起的2年內,共誘發0.3
-7-
級以上地震近千次,其中最大的3.9級,由于震源淺,2級以上地震,當地就會
感到晃動。廣東河源新豐江水庫1959年建庫,1962年發生了最大震級為6.1級
的地震。究其原因,主要是:水庫蓄水后改變了地面的應力狀態,且庫水滲透到
己有的斷層里,起到潤滑和腐蝕作用,促使斷層產生新的滑動。但是,并不是所
有的水庫蓄水后都會發生水庫地震,只有當庫區存在活動斷裂、巖性剛硬等條件,
才有誘發的可能性。
(四)地震造成災害的原因
地震發生時產生的地震波引起對地面建筑物的破壞,導致人員傷亡,造成了
地震災害。地震對建筑物的破壞,主要是由地震力通過地震波起作用的,即縱波
地震力使建筑物上下顛簸,引起建筑物的縱向結構松動,隨后橫波地震力再使建
筑物發生水平晃動,引起橫向結構損壞。當先顛后晃的地震力超過建筑物的承受
力時,在幾秒鐘內就能使建筑物遭受破壞。
另外,地震力引起的斷層錯動開裂、地基不均勻沉降以及沙土液化等地基失
效問題,也間接造成建筑物的傾倒和損壞。
(五)全國及新疆地震帶分布
全球地震幾種在環太平洋和地中海一喜馬拉雅兩大地震帶,中國地震帶分
布在華北地震區、青藏高原地震區、新疆地震區、臺灣地震區和華南地震區的東
南沿海外帶地震帶。
中國地震帶分布圖:如圖ITT
第一、“華北地震區”:包括河北、河南、山東、內蒙古、山西、陜西、寧
夏、江蘇、安徽等省的全部或部分地區。在五個地震區中,它的地震強度和頻度
僅次于“青藏高原地震區”,位居全國第二。由于首都圈位于這個地區內,所以
格外引人關注。據統計,該地區有據可查的8級地震曾發生過5次;7—7.9級
地震曾發生過18次。加之它位于我國人口稠密、大城市集中、政治和經濟、文
化、交通都很發達的地區,地震災害的威脅極為嚴重。
華北地震區共分四個地震帶:
-8-
1、鄭城一一營口地震帶:包括從宿遷至鐵嶺的遼寧、河北、山東、江蘇等省的大部或
部分地區。是我國東部大陸區一條強烈地震活動帶。1668年山東鄭城8.5級地震、1969年
渤海7.4級地震、1974年海城7.4級地震就發生在這個地震帶上,據記載,本帶共發生4.7
級以上地震60余次。其中7—7.9級地震6次;8級以上地震1次。
2、華北平原地震帶:南界大致位于新鄉?蚌埠一線,北界位于燕山南側,西界位于太行
山東側,東界位于下遼河一遼東灣拗陷的西緣,向南延到天津東南,經濟南東邊達宿州一帶。
是對京、津、唐地區威脅最大的地震帶。1679年河北三河8.0級地震、1976年唐山7.8級地
震就發生在這個帶上。據統計,本帶共發生4.7級以上地震140多次。其中7—7.9級地震5
次;8級以上地震1次。
3、汾渭地震帶:北起河北宜化一懷安盆地、懷來一延慶盆地,向南經陽原盆地、蔚縣
盆地、大同盆地、忻定盆地、靈丘盆地、太原盆地、臨汾盆地、運城盆地至渭河盆地。是我
國東部又一個強烈地震活動帶。1303年山西洪洞&0級地震、1556年陜西華縣8.0級地震都
發生在這個帶上。1998年1月張北6.2級地震也在這個帶的附近。有記載以來,本地震帶內
共發生4.7級以上地震160次左右。其中7—7.9級地震7次;8級以上地震2次。
4、銀川一一河套地震帶:位于河套地區西部和北部的銀川、烏達、磴口至呼和浩特以
西的部分地區。1739年寧夏銀川8.0級地震就發生在這個帶上。本地震帶內,歷史地震記載
始于公元849年,由于歷史記載缺失較多,據已有資料,本帶共記載4.7級以上地震40次
左右。其中6—6.9級地震9次;8級地震1次。
第二、“青藏高原地震區”:包括興都庫什山、西昆侖山、阿爾金山、祁連山、賀蘭山
一六盤山、龍門山(就是2008年5月12日發生的地震區域內)、喜馬拉雅山及橫斷山脈東翼
諸山系所圍成的廣大高原地域。涉及到青海、西藏、新疆、甘肅、寧夏、四川、云南全部或
部分地區,以及原蘇聯、阿富汗、巴基斯坦、印度、孟加拉、緬甸、老撾等國的部分地區。
本地震區是我國最大的一個地震區,也是地震活動最強烈、大地震頻繁發生的地區。據
統計,這里8級以上地震發生過9次;7—7.9級地震發生過78次。均居全國之首。
第三、第四:”新疆地震區”、“臺灣地震區”也是我國兩個曾發生過8級地震的地震
區。這里不斷發生強烈破壞性地震也是眾所周知的。由于新疆地震區總的來說,人煙稀少、
-9-
經濟欠發達。盡管強烈地震較多,也較頻繁,但多數地震發生在山區,造成的人員和財產損
失與我國東部幾條地震帶相比,要小許多。
第五:“華南地震區”的“東南沿海外帶地震帶”:這里歷史上曾發生過1604年福建泉州
8.0級地震和1605年廣東瓊山7.5級地震。但從那時起到現在的300多年間,無顯著破壞性
地震發生。
圖1-1-1
新疆處于印度板塊和歐亞板塊碰撞的前沿地帶。新疆有五大地震帶,由北向
南分別是阿爾泰地震帶、北天山地震帶、南天山地震帶、西昆侖山地震帶和阿爾
金山地震帶。烏魯木齊位于北天山地震帶,相對來說烏魯木齊是北天山帶弱活動
地區。如圖1-1-2
地震的發生有一定的規律,地震主要是沿著一些斷層進行分布,新疆的大部
分的地震斷層是在山區,離大城市比較遠。從人類幾千年的文明史,自然遷徙有
一種自然的、自發的驅利避災的趨勢,在過去發生過自然災害,人類就會遠離。
現在的大城市這樣的地區可能是人們長期以來感覺比較安全的地方。
-10-
第二節地震災害及其特點
學習目標
1、了解掌握地震災害的形成過程。
4.了解掌握地震災害的特征。
5.了解掌握地震引起的次生災害的基本知識。
地震災害是指由地震引起的強烈地面振動及伴生的地面裂縫和變形,使各類
建(構)筑物倒塌和損壞,設備和設施損壞,交通、通訊中斷和其他生命線工程設
施等被破壞,以及由此引起的火災、爆炸、瘟疫、有毒物質泄漏、放射性污染、
場地破壞等造成人畜傷亡和財產損失的災害。按震級大小可分為七類:超微震(震
-II-
級小于1級)、弱震(震級小于3級,人們一般不易覺察)、有感地震(震級大于等
于3級、小于4.5級,人們能夠感覺到,但一般不會造成破坎)、中強震(震級大
于等于4.5級、小于6級,可造成破壞的地震)、強震(震級大于等于6級、小于
7級)、大地震(震級大于等于7級)和巨大地震(震級大于等于8級)。
一、地震災害的特點
地震災害具有突發性和不可預測性,以及頻度較高,并產生嚴重次生災害,
對社會也會產生很大影響等特點。地震災害包括自然因素和社會因素。其中有震
級、震中距、震源深度、發震時間、發震地點、地震類型、地質條件、建筑物抗
震性能、地區人口密度、經濟發展程度和社會文明程度等。
地震的第一個特點就是突發性比較強,猝不及防,地震災害是瞬時突發性的
社會災害,地震發生是十分突然,一次地震持續的時間往往只有幾十秒,在如此
短暫的時間內造成大量的房屋倒塌、人員傷亡,這是其他的自然災害難以相比的。
地震可以在幾秒或者幾十秒內摧毀一座文明的城市,能與一場核戰爭相比,像汶
川地震就相當于幾百顆原子彈的能量。事前有時沒有明顯的預兆,以至來不及逃
避,造成大規模的災難,這是它的第一個特點。
地震的第二個特點是破壞性大,成災廣泛。地震波到達地面以后造成了大面
積的房屋和工程設施的破壞,若發生在人口稠密、經濟發達地區,往往可能造成
大量的人員傷亡和巨大的經濟損失,尤其是發生在城市里,像國際上在上世紀
90年代發生的幾次大的地震,造成很多的人員傷亡和損失。
地震的第三個特點社會影響深遠。地震由于突發性強、傷亡慘重、經濟損失
巨大,它所造成的社會影響也比其他自然災害更為廣泛、強烈,往往會產生一系
列的連鎖反應,對于一個地區甚至一個國家的社會生活和經濟活動會造成巨大的
沖擊。它波及面比較廣,對人們心里上的影響也比較大,這些都可能造成較大的
社會影響。
地震的第四個特點就是防御難度比較大。與洪水、干旱和臺風等氣象災害相
比,地震的預測要困難得多,地震的預報是一個世界性的難題,同時建筑物抗震
-12-
性能的提高需要大量資金的投入,要減輕地震災害需耍各方面協調與配合,需要
全社會長期艱苦細致的工作,因此地震災害的預防比起其他一些災害要困難一
些。
地震的第五個特點是地震還產生次生災害。地震不僅產生嚴重的直接災害,
而且不可避免的要產生次生災害。有的次生災害的嚴重程度大大超過直接災害造
成的損害。一般情況下次生或間接災害是直接經濟損害的兩倍,像大的滑坡都屬
于次生災害,還有火災等等,在次生災害中不是單一的火災、水災、泥石流等等,
還有滑坡、瘟疫等等,這些都屬于次生災害。
地震的第六個特點是持續時間比較長。這個有兩個方面的意思,一個是主震
之后的余震往往持續很長一段時間,也就是地震發生以后,在近期內還會發生一
些比較大的,雖然沒有主震大,但是這些余震也會有不同程度的發生,這樣影響
時間就比較長。另外一個,由于破壞性大,使災區的恢復和重建的周期比較長,
地震造成了房倒屋塌,接下來要進行重建,在這之前還要對建筑物進行鑒別,還
能不能住人,或者是將來重建的時候要不要進行一些規劃,規劃到什么程度等等
這些問題,所以重建周期比較長。
地震的第七個特點是地震災害具有某種周期性。一般來說地震災害在同一地
點或地區要相隔幾十年或者上百年,或更長的時間才能重復地發生,地震災害對
同一地區來講具有準周期性,就是具有一定的周期性,認為在某處發生過強烈地
震的地方,在未來幾百年或者一定的周期內還可以再重復發生,這是目前對地震
認識的水平。
地震的第八個特點是地震災害的損害與社會和個人的防災的意識密切相關。
二、地震次生災害
地震次生災害是指由于強烈地震使山體崩塌,形成滑坡、泥石流;水壩河堤
決口造成水災;震后流行瘟疫;易燃易爆物的引燃造成火災、爆炸或由于管道破
壞造成毒氣泄漏以及細菌和放射性物質擴散并對人畜生命及周圍環境產生威脅
等等,統稱為次生災害。
-13-
地震次生災害主要有:部分地質災害(滑坡、泥石流等)、火災、水災(海嘯、
水庫垮壩等)、傳染性疾?。ㄈ缥烈撸⒍練庑孤┡c擴散(含放射性物質)、停產(含
文化、教育事業)、生命線工程被破壞(通訊、交通、供水、供可等)、社會動亂(大
規模逃亡、搶劫等),
地震災害包括直接災害、次生災害和三次災害等。地震時造成的建筑物工程
設施的破壞稱直接災害;因建筑物工程設施倒塌而引起的火災、水災、煤氣和有
毒氣體泄漏、細菌和放射物擴散等對生命財產的威脅稱次生災害。由次生災害引
起的或因抗震防災體制不健全,人為防災意識淡薄、指揮系統失靈而造成社會恐
慌動亂,使震災加重稱三次災害。
(一)地質災害
在人類賴以生存的地質環境中,如山脈、丘陵、平原、海洋、河流、湖泊、
地下水、礦產、地形、地貌、地質結構等。當遭受到自然或人類的嚴重破壞,并
造成地質環境惡化、人畜傷亡和物質財富的毀損時,稱為地質災害。地質災害的
類型主要有:地震、地面塌陷與地面沉降、地裂縫、沙漠化、水土流失、煤田地
下火災、水體污染。此外,還有鹽漬化、浸沒、海水倒灌、沖刷、沼澤化、淤積、
崩塌、滑坡、泥石流、凍脹、冰融、熱害等。由于地震引起的地質災害主要有以
下幾種:
1、地裂縫
地裂縫是地表巖、土體在自然或人為因素作用下,產生開裂,并在地面形成
一定長度和寬度的裂縫的一種地質現象,當這種現象發生在有人類活動的地區
時,便可成為一種地質災害(圖
地裂縫的形成原因復雜多樣。地殼活動、水的作用和部分人類活動是導致地
面開裂的主要原因。按地裂縫的成因,常將其分為如下幾類:
(1)地震裂縫。各種地震引起地面的強烈震動,均可產生這類裂縫。
(2)基底斷裂活動裂縫。由于基底斷裂的長期蠕動,使巖體或上層逐漸開裂,
并顯露于地表而成。
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(3)隱伏裂隙開啟裂縫。發育隱伏裂隙的上體,在地表水或地下水的沖刷、
浸蝕作用下,裂隙中的物質被水帶走,裂隙向上開啟、貫通向成。
(4)松散土體浸蝕裂縫。由于地表水或地下水的沖刷、侵蝕、軟化和液化作
用等,使松散土體中部分顆粒隨水流失,上體開裂而成。
(5)黃土濕陷裂縫。因黃土地層受地表水或地下水的浸濕,產生沉陷而成。
(6)脹縮裂縫。由于氣候的干、濕變化,使膨脹土或淤泥質軟土產生脹縮變
形發展而成。
(7)地面沉陷裂縫。因各類地面塌陷或過量開采地下水、礦山地下采空引起
地面沉降過程中的巖土體開裂而成。
(8)滑坡裂縫。由于斜坡滑動造成地表開裂而成。
圖1-2-1
此外,通常還按形成地裂縫的動力原因。即地殼內動力和外動力,將地裂縫分為
構造地裂縫、非構造地裂縫和混合成因地裂縫3大類。前述的(1)、(2)類即屬構
造地裂縫,(4)?(8)類為非構造地裂縫,第(3)類應為混合成因地裂縫。
2、噴沙冒水
地震時,由于瞬間突然受到巨大地震力的強烈作用,沙土層中的空隙水來不
及排出,空隙壓突然升高,致使沙土層突然呈現出液態的物理形狀,導致地基承
載力大大下降,使地面建筑物在形成的流沙中下沉,產生極大的破壞(圖1-2-2)。
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一般認為,地震時的噴沙冒水現象,也是埋在地下的沙土層產生液化的結果。在
強烈地震作用下,處于地下水位以下的沙土,其性質可能發生明顯的變化,致使
它的表現具有類似液體的特征,這種現象,人們稱之為沙土液化災害現象。
圖122
地震沙土液化表明,沙土在地震震動下是否產生液化,與土壤類型、狀態有
密切關系。國內外資料給出了現代液化某些特性指標界限值,即可液化土平均粒
徑在0.02?1mm之間,土的不均勻系數小10;土的相對密/不大于75%。土的塑
性指標不大于10o
根據對我因多個歷史地震及現代發生的中等強度以上的地震的野外調整,得
出的結論是:
(1)隨地震震級的加大,發生液化的范圍也越大),如7級地震時液化范圍達
100km2,當震級為8級時液化范圍達200km2。
(2)地震震級小于5級則未發現液化壩象。因此沙土液化是強地震的產物。
大量事實證明,噴沙冒水嚴重的地區,地下水位超過5m時,未見有噴沙冒
水事例。
3、崩塌
崩塌(又稱崩落、垮塌或塌方)是較陡斜坡上的巖、上體在重力作用下突然脫
離山體崩落、滾動,堆積在坡腳(或溝谷)的地質現象(圖廠2-3)。大小不等,零
-16-
亂無序的巖塊,(土塊)呈錐狀堆積在坡腳的堆積物稱崩積物,也可稱為巖堆或
倒石堆。
圖1-2-3
陡峻山坡的巖塊、土體在重力作用下,發生突然的急劇的傾落運動。多發生
在大于60?70的斜坡上。崩塌的物質,稱為崩塌體。崩塌體為土質者,稱為土
崩;崩塌體為巖質者,稱為巖崩;大規模的巖崩,稱為山崩。崩塌可以發生在任
何地帶,山崩限于高山峽谷區內。崩塌體與坡體的分離界面稱為崩塌面,崩塌面
往往就是傾角很大的界面,如節理、片理、劈理、層面、破碎帶等、崩塌體的運
動方式為傾倒、崩落。崩塌體碎塊在運動過程中滾動或跳躍,最后在坡腳處形成
堆積地貌一一崩塌倒山錐。崩塌倒石錐結構松散、雜亂、無層理、多孔隙;由崩
塌所產生的氣浪作用,使細小顆粒的運動距離更遠一些,因而在水平方向上有一
定的分選性。
(1)崩塌的類型
根據坡地物質組成劃分:
①崩積物崩塌:山坡上已有的崩塌巖屑和沙土等物質,由于它們的質地很松
散,當有雨水浸濕或受地震震動時,可再一次形成崩塌。
②表層風化物崩塌;在地地下水沿風化以下部的基巖面流動時,引起風化層
沿基巖面崩塌。
-17-
③沉積物崩塌:有些由厚層的冰積物、沖山物成大山碎屑物組成的陡坡,由
于結構舒散,形成崩塌。
④基巖崩塌:在基巖山體坡面上,常沿管理面、地層面或斷層面等發生崩塌。
(2)根據崩塌體的移動形式和速度劃分:
①散落型崩塌:在節理或斷層發療的陡坡,或是軟硬巖層相同的陡坡,或是
由松散沉積物組成的陡坡,常形成散落型崩塌。
②滑動型崩塌:沿某一滑動面發生崩塌,有時崩塌體保持了糧體形態,和滑
坡很相似,但垂直移動距離往往大于水平移動距離。
③流動型崩塌:松散巖屑、砂、黏上,受水浸濕后產生流動崩塌。這種類型
的崩塌和泥石流很相似。稱為崩塌型泥石流。
(3)崩塌的特征
①速度快(一般為5-200m/s)o
②規模差異大(小于1?10811)3)。
③崩塌下落后,崩塌體各部分相對位置完全打亂,大小混雜,形成較大石塊
翻滾較遠的倒石堆。
(4)形成崩塌的內在條件與外界的誘發因素
形成崩塌的內在條件:
巖土類型、地質構造、地形地貌三個條件,又通稱為地質條件,它是形成崩
塌的基本條件。
①巖土類型:巖土是產生崩塌的物質條件。不同類型所形成崩塌的規模大小
不同,通常巖性堅硬的各類巖漿巖(又稱為火成巖)、變質巖及沉積巖(又稱為水
成巖)的碳酸鹽巖(如石灰巖、白云巖等)、石英砂巖、砂礫巖、初具成巖性的石
質黃土、結構密實的黃土等形成規模較大的巖崩,頁巖、泥灰巖等互層巖石及松
散土層等,往往以墜落和剝落為主。
②地質構造:各種構造面,如節理、裂隙、層面、斷層等,對坡體的切割、
分離,為崩塌的形成提供脫離體(山體)的邊界條件。坡體中的裂隙越發育、越易
-18-
產生崩塌、與坡體延伸方向近乎平行的陡傾角構造而,最有利于崩塌的形成。
③地形地貌:江、河、湖(岸)、溝的岸坡及各種山坡、鐵路、公路邊坡,工
程建筑物的邊坡及各類人工邊坡都是有利于崩塌產生的地貌部位,坡度大于45
度的高陡邊坡,孤立山嘴或凹形陡坡均為崩塌形成的有利地形。
(5)誘發崩塌的外界因素
①地震:地震引起坡體晃動,破壞坡體平衡,從而誘發坡體崩塌、一般烈度
大于VII度以上的地震都會誘發大量崩塌。
②融雪、降雨:特別是大暴雨,暴雨和長時間的連續降雨,使地表水滲入坡
體,軟化巖土及其中軟弱面,產生孔隙水壓力等從而誘發崩塌。
③地表沖刷、浸泡:河流等地表水體不斷地沖刷邊腳,也能誘發崩塌。
④不合理的人類活動:如開挖坡腳,地下采空、水庫蓄水、泄水等改變坡體
原始平衡狀態的人類活動,都會誘發崩塌活動。
還有一些其他因素,如,凍脹、晝夜溫度變化等也會誘發崩塌。
(6)崩塌體的識別方法
對于可能發生的崩塌休,要根據坡體的地形、地貌和地質結構的特征進行識
別,通??赡馨l生的坡體在宏觀上有如下特征:
①坡體大于45度、且高差較大,或坡體成孤立山嘴,或凹形陡坡。
②坡休內部裂隙發育,尤其垂直和平行斜坡延伸方向陡裂隙發打成順坡裂隙
或軟弱帶發育,坡休上部已有拉張裂隙發育,并且切割坡體的裂隙、裂縫即將可
能貫通,使之與母體(山體)形成了分離之勢。
③坡體前部存在臨個空間,或有崩塌物發育,這說明曾經發生過崩塌,今后
還可能再次發生。
具備了上述特征的坡體,即足可能發生崩塌休,尤其當上部拉張裂隙不斷擴
展、加寬,速度突增,小型墜落不斷發生時,預示著崩塌很快就會發生,處于一
觸即發狀態之中,
4、滑坡
-19-
滑坡是指斜坡上的土體或者巖體,受河流沖刷、地下水活動、地震及人工切
坡等因素影響,在重力作用下,沿看一定的軟弱面或者軟弱帶,整體地或者分散
地順坡向下滑動的自然現象。俗稱“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。
滑坡是斜坡巖上體沿著慣通的剪切破壞面所發生的滑移現象C滑坡的機制址某一
滑移面上剪應力超過了該面的抗剪強度所致。
(1)滑坡的種類
根據滑坡體體積,將滑坡分為4個等級:
小型滑坡:滑坡體積小于10X1040?;
中型滑坡;滑坡體積為(10?100)*104m33;
大型滑坡:滑坡體積為(100?1000)X104m3
特大型滑坡(巨型滑坡):滑坡體體積大于1000X104m3o
根據滑坡的滑動速度,將滑坡分為4類:
蠕動型滑坡:人們作憑肉眼難以看見其運動,只能通過儀器觀測才能發現的
滑坡;
慢速滑坡:每人滑動數厘米至數十厘米,人們憑肉眼可直接觀察到滑坡的活
動;
中速滑坡:每小時滑動數十厘米至數米的滑坡;
高速滑坡:每秒滑動數米至數十米的滑坡。
(2)滑坡的主要組成要素
滑坡體:指滑坡的整個滑動部分,簡稱滑體
滑坡壁:指滑坡體后緣與不動的山體脫離后,暴露在外面的形似壁狀的分界
面;
滑動面:指滑坡體沿下伏不動的巖、土體下滑的分界面,簡稱滑面;
滑動帶:指平行滑動面受揉皺及剪切的破碎地帶,簡稱滑帶;
滑坡床:指滑坡體滑動時所依附的下伏不動的巖、土體,簡稱滑床;
滑坡舌:指滑坡前緣形如舌狀的凸出部分,簡稱滑舌,
-20-
滑坡臺階:指滑坡體滑動時,由于各種巖、.土體滑動速度差異,在滑坡體
表面形成臺階狀的錯落臺階;
滑坡周界:指滑坡體和周圍不動的巖、土體在平面上的分界線;
滑坡洼地:指滑動時滑坡體與滑坡壁間拉開,形成的溝槽或中間低四周高的
封閉洼地;
滑坡鼓丘:指滑坡體前緣因受阻力而隆起的小丘;
滑坡裂縫:指滑坡活動時在滑體及其邊緣所產生的一系列裂縫。位于滑坡體
上(后)
部多呈弧形展布者稱拉張裂縫;位于滑體中部兩側,滑動體與不滑動體分界
處者稱剪切裂
縫;剪切裂縫兩側乂常伴有羽毛狀排列的裂縫,稱羽狀裂縫;滑坡體前部因
滑動受阻而隆
起形成的張裂縫,稱鼓張裂縫;位于滑坡體中前部,尤其在滑舌部位呈放射
狀展布者,稱
扇狀裂縫。
以上滑坡諸要素只有在發育完全的新生滑坡才同時具備,并非任一滑坡都具
有。
(3)產生滑坡的主要條件
一是地質條件與地貌條件;二是內外營力(動力)和人為作用的影響。第一個
條件與以下幾個方面有關:
①巖土類型。
巖土體是產生滑坡的物質基礎。一般說,各類巖、土都有可能構成滑坡體,
其中結構松散,抗剪強度和抗風化能力較低,在水的作用下其性質能發生變化的
巖、±,如松散覆蓋層、黃土、紅黏土、頁巖、泥巖、煤系地層、凝灰巖、片巖、
板巖、千枚巖等及軟硬相間的巖層所構成的斜坡易發生滑坡C
②地質構造條件。
-21-
組成斜坡的巖、土體只有被各種構造面切割分離成不連續狀態時,才有可能
向下滑動的條件。同時、構造面又為降雨等水流進入斜坡提供了通道。故各種節
理、裂隙、層面、斷層發育的斜坡、特別是當平行和垂直斜坡的陡傾角構造面及
順坡緩傾的構造面發育時,最易發生滑坡。
③地形地貌條件。
只有處于一定的地貌部位,
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